發(fā)布時間：2022-02-23所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著對畜產(chǎn)品需求的增加，人們越來越重視畜產(chǎn)品的安全性。屎腸球菌為常見乳酸菌，是近年來研究較多的益生菌，其代謝產(chǎn)物對病原菌的抑制、腸道菌群穩(wěn)定和家畜生長具有重要意義，已廣泛應用于畜牧生產(chǎn)中，但耐藥性和致病性屎腸球菌的相繼發(fā)現(xiàn)，引發(fā)了公眾的擔憂。
摘 要：隨著對畜產(chǎn)品需求的增加，人們越來越重視畜產(chǎn)品的安全性。屎腸球菌為常見乳酸菌，是近年來研究較多的益生菌，其代謝產(chǎn)物對病原菌的抑制、腸道菌群穩(wěn)定和家畜生長具有重要意義，已廣泛應用于畜牧生產(chǎn)中，但耐藥性和致病性屎腸球菌的相繼發(fā)現(xiàn)，引發(fā)了公眾的擔憂。因此，如何合理、規(guī)范應用屎腸球菌是其在畜牧生產(chǎn)中應用的關鍵。本文綜述了屎腸球菌的生物學特性及其在畜牧生產(chǎn)中的應用研究進展，但抗生素耐藥性屎腸球菌的發(fā)現(xiàn)，使得屎腸球菌的應用更為謹慎。
關鍵詞：屎腸球菌;來源;生物學特性;應用
屎腸球菌(Enterococcus faecium)為自然界常見的腸球菌，革蘭氏陽性，兼性厭氧，無芽孢和鞭毛，生長迅速，代謝乳酸，屬乳酸菌類，多以短鏈或雙鏈狀排列，為腸道正常優(yōu)勢菌群 [1-3]。屎腸球菌來源廣泛，在生長豬小腸中 [4]、酸漿老湯 [5] 和新疆酸奶疙瘩中 [6]、動物園圈養(yǎng)獼猴糞便 [7] 和健康仔豬糞便 [8] 中以及發(fā)酵葡萄藤葉青貯 [9] 和鹽穗木青貯 [10] 中都能分離到屎腸球菌。在酸性、膽鹽和高溫等環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的屎腸球菌菌株對環(huán)境中的脅迫因子表現(xiàn)出良好的抗逆性 [11]。屎腸球菌通過與腸道表面黏附形成保護屏障，發(fā)揮益生作用 [12]，并產(chǎn)生有機酸降低腸道 pH，維持菌群平衡，可用于幼畜的腸道保健和動物腸道菌群失調(diào)的防治 [13-15]。因此，將屎腸球菌作為飼料添加劑加入飼料中可顯著抑制有害微生物生長，并且安全無毒、無藥殘。本文將對屎腸球菌生物學特性及在畜牧生產(chǎn)中的應用做一綜述，以期為屎腸球菌的開發(fā)和應用提供理論支持。
1 屎腸球菌生物學特性
1.1 屎腸球菌的耐高溫能力 屎腸球菌菌株生長旺盛，培養(yǎng) 2 h 進入對數(shù)期，8~12 h 后進入穩(wěn)定期 [16-17]，菌株生長迅速有利于成為環(huán)境中的潛在優(yōu)勢菌發(fā)揮作用。不同菌株最適生長范圍不同，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)屎腸球菌的生長溫度范圍為 20~37℃ [18-20]。而孫云章 [21] 篩選出 1 株可耐 80℃高溫 30 min 存活數(shù)在 1×106 CFU/mL 以上的屎腸球菌。也有研究證實，120℃高溫仍可檢出具有抑菌作用的屎腸球菌。如周波等 [22] 篩選出 1 株耐 121℃高溫 20 min 抑菌能力仍較好的屎腸球菌，與羿麗杰等 [23] 研究結(jié)果一致。因此，高耐熱屎腸球菌可避免由于飼料加工時溫度過高而導致的菌種失活。
1.2 屎腸球菌的耐胃酸和耐膽鹽能力 耐胃液和膽鹽的能力是家畜口服屎腸球菌制劑在機體內(nèi)發(fā)揮作用的前提。一般認為屎腸球菌適宜生長 pH 范圍為 5.0~7.5，但是單胃動物胃液 pH 在 2.0~2.5，所以屎腸球菌在單胃動物胃液環(huán)境中活力下降，影響菌株正常生長和發(fā)揮作用。王曉蕊 [24] 試驗所用屎腸球菌在 pH 為 2.5 和 3.0 的模擬胃液環(huán)境中存活率分別達 44.10% 和 86.35%，在模擬腸液中的存活率達 87.72%。曹珂 [25] 研究發(fā)現(xiàn)了在 1% 膽鹽濃度的條件下作用 2 h 后活菌率達到 83% 的屎腸球菌。綜上所述，說明屎腸球菌有進一步通過環(huán)境進行馴化的可能，從而降低家畜環(huán)境對屎腸球菌的破壞。
1.3 屎腸球菌的黏附性和抑菌性 屎腸球菌的益生作用由其黏附能力和抑菌能力決定。屎腸球菌的黏附能力體現(xiàn)在菌株表面黏附物質(zhì)與腸道上皮細胞宿主糖蛋白等黏附受體產(chǎn)生的定植黏附能力強弱 [26-27]。馬青雯等 [28] 通過模擬胃液和腸液進行細胞黏附試驗，發(fā)現(xiàn)屎腸球菌作為優(yōu)勢菌黏附率可達 18.16%。屎腸球菌的黏附能力利于維持腸道健康，減弱腸道內(nèi)病菌黏附，從而減少炎癥發(fā)生。Jin 等 [29] 研究發(fā)現(xiàn)，屎腸球菌在腸道表面競爭性抑制大腸桿菌黏附位點，加速大腸桿菌排出，同時菌株與腸道黏膜形成穩(wěn)定的生物屏障，產(chǎn)生乳酸、過氧化氫和細菌素等活性代謝產(chǎn)物，遏制致病菌對腸道的入侵、停留、存活和繁殖。研究發(fā)現(xiàn)，屎腸球菌可以抑制常見致病菌黃曲霉菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌，平衡環(huán)境中益生菌的數(shù)量 [30-31]，這可能與屎腸球菌的活性代謝產(chǎn)物，對致病菌生存環(huán)境的破壞有關 [32]。以上研究結(jié)果表明，屎腸球菌的競爭黏附性對腸道提供天然抑菌保護，因此屎腸球菌可以作為益生菌應用于預防人類或動物腸道疾病和青貯飼料，有效抑制霉菌生長，減少飼料霉變 [33]。
2 屎腸球菌在畜牧生產(chǎn)中的應用
2.1 屎腸球菌在豬禽生產(chǎn)中的應用 在仔豬飼糧中添加屎腸球菌可以提高仔豬生產(chǎn)性能和日增重，促進脾臟發(fā)育，提高斷奶仔豬血清中 IgG 水平，平衡腸道菌群，抑制大腸桿菌增殖 [34-36]。哺乳期母豬飼喂屎腸球菌同樣有益。李素霞 [37] 在妊娠后期、哺乳期母豬和乳仔豬日糧中添加 1×108 CFU/kg 屎腸球菌，從妊娠期 93 d 的母豬飼喂至仔豬 42 日齡，發(fā)現(xiàn)母乳品質(zhì)提高，降低了仔豬腹瀉、母豬哺乳期失重、便秘和母豬乳房炎的發(fā)生。以上研究結(jié)果表明，屎腸球菌可適應母豬和仔豬的胃腸道環(huán)境，并能增加腸道乳酸菌數(shù)量，抑制病原菌黏附，促進血液免疫調(diào)節(jié)，加強免疫應答，從而提高母豬和仔豬的生產(chǎn)性能。
日糧中添加屎腸球菌可以改善蛋雞的生產(chǎn)性能。研究發(fā)現(xiàn)在飼糧中添加 1×107 CFU/kg 屎腸球菌可以提高蛋雞產(chǎn)蛋率、料蛋比和蛋品質(zhì) [38]，蛋雞日糧中添加 5×105 CFU/kg 屎腸球菌能提高蛋雞的采食量和平均蛋重，降低雞糞中氨氣產(chǎn)生量 [39]。屎腸球菌還能改善患病肉雞的體況。曹廣添等 [40] 試驗發(fā)現(xiàn)，持續(xù) 3 周在已感染大腸桿菌肉雞日糧中添加1×109 CFU/kg屎腸球菌，可提高雞血清中 IgA 濃度，促進肉雞生長，增加日增重，改善腸道菌群結(jié)構(gòu)。另外，屎腸球菌對感染鼠傷寒沙門菌的肉雞體況也有改善。黃麗卿等 [41] 給 1 日齡肉雞飼喂 2×108 、4×108 、6×109 CFU/kg 屎腸球菌至 35 日齡，發(fā)現(xiàn) 4×108 CFU/kg 屎腸球菌可以有效緩解患病肉雞體況受損，平衡機體抗氧化體系，減緩氧化應激損傷，促進腸道內(nèi)腸球菌繁殖，抑制沙門菌增殖，提高肉雞對鼠傷寒沙門菌的抵抗力，這可能與屎腸球菌增強了肉雞的免疫應答有關。由此可見，屎腸球菌可以減緩致病菌對肉雞的損傷，可能與其調(diào)整腸道菌群，間接影響宿主的免疫應答提高感染致病菌的家禽免疫力有關。
2.2 屎腸球菌在牛生產(chǎn)中的應用 添加一定量的屎腸球菌可以增強泌乳牛和犢牛的的免疫機能。徐巧云等 [42] 在泌乳中期荷斯坦奶牛日糧中添加 1×107 CFU/kg 屎腸球菌 28 d 后，發(fā)現(xiàn)屎腸球菌能夠降低乳酸脫氫酶濃度，提高抗腫瘤因子濃度和紅細胞數(shù)量，增強機體細胞免疫應答。聶煉 [43] 研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù) 60 d 添加 2×109 CFU/kg 屎腸球菌可提高犢牛免疫力，犢牛瘤胃微生物多樣性比較穩(wěn)定。在瘤胃中添加屎腸球菌代謝產(chǎn)物可以減少腸球菌、大腸桿菌和葡萄球菌數(shù)量 [44]，顯著提高瘤胃中 NH3-N 濃度和揮發(fā)性脂肪酸含量，促進碳水化合物發(fā)酵，提高機體能量利用效率 [45]，口服 1×107 CFU/kg 丙酸桿菌和屎腸球菌的復合物可以減少育肥牛的牛鏈球菌數(shù)和酸中毒的發(fā)生 [46]。綜上可見，屎腸球菌可抑制瘤胃中的致病菌群，促進瘤胃微生物對飼料的消化，降低瘤胃發(fā)酵能量損失，對反芻動物的免疫力、瘤胃發(fā)酵和營養(yǎng)物質(zhì)吸收方面有積極的促進作用。
2.3 屎腸球菌在青貯中的應用 大量研究有效證實了屎腸球菌能提高青貯飼料的青貯品質(zhì) [47-49]。此外，屎腸球菌還能抑制青貯飼料有害菌，促進青貯發(fā)酵。在全株玉米青貯中添加屎腸球菌可以顯著減少好氧細菌、酵母菌和霉菌數(shù)量，具有增加有氧穩(wěn)定性的特點 [33,50]。Li 等 [51] 將從西藏牦牛瘤胃中分離的分解纖維素的屎腸球菌接種到狼尾草青貯飼料中，發(fā)現(xiàn)青貯飼料中乳酸含量和糖含量提高，木質(zhì)纖維素含量和酸堿度降低，狼尾草青貯飼料品質(zhì)有效改善。由以上研究可以看出，運用外源屎腸球菌可以提高青貯飼料品質(zhì)，抑制有害菌，促進代謝產(chǎn)物(如有機酸)的產(chǎn)生，利于飼料發(fā)酵，產(chǎn)生酸香氣味。
2.4 屎腸球菌在食品發(fā)酵和保藏中的應用 屎腸球菌可以促進食品發(fā)酵。將屎腸球菌添加至干酪生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)菌株產(chǎn)生的抗菌代謝物，可以維持菌群活力，促進干酪發(fā)酵 [52]，還可以促進蛋白水解和風味活性揮發(fā)化合物產(chǎn)生，使干酪的風味更好，奶酪成分不變 [53]。Yoon 等 [54] 從韓國傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品中分離出用于大豆發(fā)酵食品生產(chǎn)中的精選型發(fā)酵劑屎腸球菌。可見，屎腸球菌在傳統(tǒng)食品發(fā)酵中起著關鍵作用，將發(fā)酵產(chǎn)品中獲得的屎腸球菌作為發(fā)酵劑，可以改善發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)和風味，并獲得更好的發(fā)酵效果，縮短發(fā)酵周期，延長保質(zhì)期。
有報道發(fā)現(xiàn)屎腸球菌產(chǎn)生的細菌素能耐酸堿，在熱、酶、去污劑和 γ- 輻射環(huán)境中保持活力，抑制單核細胞增生李斯特菌和金黃色葡萄球菌，對萬古霉素敏感，可作為食品保藏的益生菌 [55-56]。侯亞瓊 [57] 將冷鮮豬肉和羊肉浸泡在效價為 4.42×104 AU/mg 屎腸球菌細菌素中 10 s 后，發(fā)現(xiàn)處理組的冷鮮肉保鮮時間延長了 5 d 以上，可見屎腸球菌細菌素可以作為良好抑菌效果的食品保藏劑和天然防腐劑。綜上，屎腸球菌細菌素通過破壞腐敗菌細胞膜的完整性，達到抑菌效果，從而保鮮肉質(zhì)和延長鮮肉保存時間 [58]，為食品保藏方法的應用提供了新思路。
3 屎腸球菌的耐藥性
屎腸球菌的研究也存在一些負面報道。有研究發(fā)現(xiàn)，屎腸球菌在機體免疫力低下時，會成為一種條件致病菌浸染宿主機體，引起多種感染性疾病，如菌血癥和心內(nèi)膜炎 [59]。近年來耐受抗生素屎腸球菌也被發(fā)現(xiàn)，例如從豬糞和雞糞便中提取出耐受氯霉素、卡那霉素和鏈霉素等的屎腸球菌 [60]，在臨床人尿液中發(fā)現(xiàn)耐受環(huán)丙沙星、紅霉素、氨芐西林的屎腸球菌 [61]。這可能與屎腸球菌的耐藥性基因的攜帶有關 [62]。因此，運用屎腸球菌時，可以通過耐藥性基因檢測篩選益生屎腸球菌，有效避免屎腸球菌運用不當產(chǎn)生的危害。對于致病性屎腸球菌，目前已有研究證實耐抗生素屎腸球菌的感染可以通過中藥和腸內(nèi)微生物調(diào)節(jié)劑治愈 [63]。因此，雖說研究人員分離應用到生產(chǎn)中的屎腸球菌大多是益生菌，但仍然建議將來在應用屎腸球菌時，選取抗逆性和抑菌效果等性能穩(wěn)定的菌株，并對生產(chǎn)中的應用效果進行合理評估。
4 結(jié) 語
目前，關于屎腸球菌的應用主要基于其抑菌特性方面，因而具有抑菌效果好，可提高正常動物與患病動物生產(chǎn)性能，提高動物免疫力、紅細胞數(shù)量和抗腫瘤因子濃度等，以及促進反芻動物瘤胃發(fā)酵，改善青貯飼料品質(zhì)的作用。隨著研究的深入，耐藥性和致病性屎腸球菌被發(fā)現(xiàn)，因此，關于屎腸球菌的應用應該合理評估且謹慎開展，而如何合理應用屎腸球菌還需進一步深入研究。——論文作者：白天天 1 ，郭雪峰 1,2*
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